Важнейшие факторы, определяющие необходимое количество арматуры : нагрузка, пролет балки, высота поперечного сечения и тип опоры. Влияют также и такие факторы как материал (бетон, арматура ), условия выполнения работ и другие. Железобетонные элементы, как известно, рассчитывают по прочности, но дополнительно учитывают и ограничения в отношении ширины раскрытия трещин. Принимая 3-ю категорию трещиностойкости (допустимо ограниченное кратковременное и долговременное образование трещин), в расчете учитывают нормативную постоянную и долговременно действующую нагрузку, допуская образование трещин размером 0,3 мм. Невозможно предоставить готовые решения для всех возникающих на практике случаев, поэтому в этих инструкциях выбран так называемый "базовый вариант" в виде таблиц. С помощью этих таблиц можно быстро и удобно определять теоретически необходимую арматуру, если условия задачи совпадают с принятыми здесь, кроме того эти таблицы помогут (с известной долей приближенности) определить ожидаемый расход арматуры, выполнить экономическое сравнение вариантов, и возможно, поможет также избежать грубых ошибок в предварительных расчетах. Несъемная опалубка с высотой поперечного сечения 180-320 мм позволяет изготовить ребристые перекрытия с высотой 180-340 мм. В последнем случае принято, что часть плиты будет толщиной 60 мм. Как уже ранее отмечалось, расчетным элементом ребристого перекрытия является изгибаемая балка Т-профиля. Учитывая большой объем вычислений, для расчета арматуры используется компьютерная программа MONOMAH. — для арматуры (в том числе и для поперечной арматуры — нагрузка в таблице указана как длительно действующая переменная нормативная нагрузка.
В расчете прочности для этой нагрузки принят коэффициент надежности y = 1,4. Постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия) в расчете автоматически оценивается коэффициентом надежности y = 1,1; — свободное опирание (например, перекрытие опирается на кирпичную стену); — условия эксплуатации перекрытия — обычные, y = 0,9; — для балок в расчете предусмотрена только односторонняя (растянутая) рабочая арматура. В таблицах для каждого типа балки указано теоретически необходимое количество арматуры (кв. см), только в зоне максимальных напряжений или деформаций. В случае свободной опоры балки это будет нижняя арматура в пролете. Для защемленной по концам балки указаны два значения — на опоре (верхняя арматура ) и в пролете (нижняя арматура ). Кроме того, в таблицах указаны численные значения только растянутой рабочей арматуры ; если для данного пролета и нагрузки необходима сжатая арматура, соответствующая колонка таблицы пустая. Как видно, в случае небольших нагрузок и пролетов необходимое количество арматуры по условию прочности (I предельное состояние) намного меньше, чем по условию ширины раскрытия трещин (II предельное состояние). При повышении нагрузки и увеличении пролета в свободно опертой балке результаты уравниваются, то есть арматура по условию прочности становится решающим фактором.
В "базовом варианте", то есть в данных таблицах толщина плиты (толщина полки Т-профиля) принята 4 см. При увеличении толщины плиты до 6 см, с одной стороны — увеличивается масса перекрытия, а с другой — увеличивается рабочая высота поперечного сечения несущей балки. В результате этого необходимое количество арматуры при небольших пролетах и нагрузках немного больше, а при больших пролетах и нагрузках — даже меньше, чем в случае плиты с толщиной 4 см. Для численной иллюстрации для двух вариантов перекрытия — самого низкого, с высотой опалубки 18 см, и самой высокой, с высотой опалубки 32 см даны количества необходимой арматуры в обоих вариантах — в случае плит толщиной 4 и 6 см. Для железобетонных конструкций, как известно, характерны эффекты перераспределения напряжений и деформаций. Если при увеличении нагрузки и пролета функцию по условию прочности можно описать как округлая кривая, то по условию II предельного состояния объем арматуры может изменяться скачкообразно, и даже немного уменьшаться. Необходимо учесть, что указанные в таблицах числа указывают только местные максимумы арматуры, а фактический объем арматуры определяет так называемая эпюра материалов.
При раскрытии трещин, эпюра материалов может трансформироваться вместе с этой зоной, не превышая местных максимумов. Конструирование арматуры выполняют в соответствии с общими указаниями. Результат и экономичность решения в большой мере будут зависеть от компетентности и квалификации конструктора. Специализированные компьютерные программы предлагают также и результаты конструирования — рабочие чертежи арматуры и спецификации материалов. Примеры конструирования (с использование компьютерной программы MONOMAH) — эпюры материалов, чертежи для размещения рабочих стержней и спецификации материалов для балки со свободной опорой и защемленной в концах балкой — даны на рисунках 1, 2 и 3. Спецификация балки Sm1 Спецификация балки Sm1 Нередко в несъемной опалубке перекрытий необходимо создать отверстия шире 47 см (расстояние между внутренними краями ребер). В этом случае приходится конструировать промежуточные соединения — ребра в поперечном направлении, чтобы было возможным опереть концы имеющих разрыв балок и перенести нагрузку на непрерывные балки, расположенные рядом.
Так как на этих расположенных рядом балках нагрузка увеличивается, необходимо проверить их несущую способность, и в случае необходимости предусмотреть дополнительную арматуру. Необходимая арматура промежуточных соединений определяется расчетным путем. Пример 1. Для устройства лестницы в перекрытии квартиры предусмотрено отверстие, пересекающее три балки перекрытия, то есть необходимо создать отверстие шириной приблизительно 2,2 м (между внутренними краями ребер). При выполнении расчета получим: a) необходимую арматуру для промежуточного соединения, которое опирается на концы трех прерывистых балок (дополнительная нагрузка может быть также создана лестничной конструкцией); b) необходимую дополнительную арматуру для балок, опирающихся на промежуточные соединения.
Принимая, что балки свободно опираются, пролет составляет 6 м, класс бетона В25, полезная нагрузка 2 кПа, рабочая высота поперечного сечения балок 16 см, масса одного метра длины Т-образной балки 140 кг, а промежуточное соединение посередине пролета, получены следующие результаты: — нормативная нагрузка, которую должно принять промежуточное соединение из трех балок, равно в точке 3,9 кН. Создавая промежуточное соединение с таким же поперечным сечением, как у балки (130×200 мм), расчетным путем определяется требуемая площадь поперечного сечения стержней A s, cal = 1,12 кв. см. В этом случае для армирования промежуточного соединения необходимы только 2 стержня диаметром 10 A-III, A = 1,57 кв. см (см. таблицу 1). Учитывая, что промежуточное соединение может быть дополнительно нагружено также и лестничной конструкцией, целесообразнее использовать 2 стержня диаметром 12 A-III, A = 2,26 кв. см. Концы нижних (рабочих) стержней необходимо загнуть (на 15-20 см), чтобы обеспечить анкеровку в несущей балке; — дополнительная нормативная нагрузка, которую должны принять несущие балки от промежуточного соединения, равна 5,85 кН. Суммируя эту дополнительную нагрузку с основной нагрузкой (от нормативной полезной нагрузки 1,2 кН/м и собственного веса), рассчитывается необходимая площадь арматуры = 4,6 кв. см. Так как первоначально (без промежуточного соединения) в балке необходимо только 3,44 кв. см, обе несущие балки необходимо армировать дополнительно, например, предусматривая 2 стержня диаметром 16 A-III по всей длине балки, а в средней части пролета (в зоне опоры промежуточного соединения) размещая еще один стержень диаметром 12 A-III длиной 2,5-3 м, то есть в сумме A = 5,15 кв. см. Таблица 1. Сортамент стальных стержней (сокращенный) Рекомендуем вам ознакомиться: — Прайс-лист на элементы несъемной опалубки "PLASTBAU" (ПЛАСТБАУ). — Стоимость строительства монолитного дома — Фотогалерея строительства монолитных домов — Проекты домов с несъемной опалубкой или ознакомиться со всеми предложениями в
